Arnim Henglein

Abbau und Vernetzung des Polystyrols in Lösung durch Strahlen des Co‐60 und aus der Kernreaktion 10B(n,α)7Li

Polystyrol wurde in Losung mit Co-60-γ-Strahlen und mit thermischen Neutronen bestrahlt. Als Losungsmittel dienten Mischungen von Benzol oder Dioxan mit Borsauretriathylester. Bei einer Polymerenkonzentration von 100 g/l wirkt γ-Strahlung vernetzend, wahrend 4He/7Li-Strahlung die Hauptkette abbaut. Abbau tritt bei 20 g/l auch durch γ-Strahlung ein; jedoch ist die Geschwindigkeit des Abbaus 3–4 mal geringer als durch 4He- und 7Li-Teilchen. Diese Versuche zeigen, das der Abbau der Hauptkette von der LET der ionisierenden Strahlung abhangt. Ein COMPTONelektron der γ-Strahlung lost bei Durchqueren eines Makromolekuls in Losung nicht mehr als eine Ionisation aus, ein 4He- oder 7Li-Teilchen trifft es dagegen an mehreren Stellen. Die Zahl der Treffer nimmt mit sinkender Polymerenkonzentration ab. Da der LET-Effekt bei kleiner Konzentration besonders ausgepragt ist, ist anzunehmen, das nicht die mehrfachen Treffer am Makromolekul den starken Abbau bewirken, sondern das ein durch 4He oder 7Li erzielter Treffer qualitativ verschieden ist von einem Treffer durch ein energiereiches Elektron. Zur Erklarung wird angenommen, das dicht ionisierende Teilchen hohe Anregungsstufen (doppelte Ionisation oder doppelte Anregung pro Grundbaustein oder pro benachbarte Grundbausteine) erzeugen; ferner erscheint es denkbar, das der rasche Abbau auf die hohe Temperatur in den Bahnen solcher Teilchen zuruckzufuhren ist. Die Hypothese der doppelten Ionisation und Anregung in Makromolekeln unterscheidet sich von den bisherigen Vorstellungen uber LET-Effekte, die in der Strahlenchemie des Wassers entwickelt wurden. Einige hiermit zusammenhangende Probleme werden kurz diskutiert. Polystyrene has been irradiated in solution by Co-60-γ-rays and by thermal neutrons. The solvent consisted of a mixture of benzene or dioxane with triethylborate. At a concentration of 100 g./l. the polymer is crosslinked by γ-radiation and degraded in its main chain by 4He/7Li radiation. Degradation also takes place by γ-radiation at a concentration of 20 g./l. However, the rate is 3–4 times lower than by 4He und 7Li particles. These results show that the degradation of the main chain depends on the LET of the ionizing radiation. A COMPTON electron of the γ-radiation produces no more than one ionization when it traverses a macromolecule in solution. A 4He or 7Li particle hits it at several points. The number of hits per macromolecule is expected to decrease with decreasing polymer concentration. Since there is a pronounced LET effect especially at low polymer concentrations it is concluded that the fast degradation cannot result from the large number of hits. A hit caused by a 4He or 7Li particle must be assumed to be qualitatively different from a hit produced by a high energy electron. This may be explained by assuming that densely ionizing particles produce high states of excitation (double ionization or double excitation per base unit or per adjacent base units). Furthermore, it seems conceivable that the high temperature in the tracks of those particles is responsible for the fast degradation. The hypothesis of double ionization and excitation in macromolecules markedly differs from the current explanations of LET effects which have been developed in the radiation chemistry of water. Some problems related to this difference are briefly discussed.

Reduzierende Wirkungen des Ultraschalls in Lsungen von Argon-Wasserstoff-Gemischen

]3el der Einwirkullg intensiven Ul~raschalls aiif O~-haltige w~iBrige LSsungell werden tI20 ~ gebildet und gel6ste Stoffe oxydiert 1~) ; gleichzeitig wird in solchen L6suligen eine schwache Lumiiieszenz erzeugtlb). In edelgashaltigen L6sungeii treten dieselben chemischen Reaktiolleii ein~), jedoeh meis~ mit geringerer Geschwindigkeit. Der chemische Prim/irakt dieser Vorg~inge ist die Zersetzung des Wasserse),a):